Jüpiter Düşündüğümüzden Yaşlı Olabilir
Bilim insanları Jüpiter’in doğum gününü öğrenmeye artık daha yakın. Münster Üniversitesi ve Kaliforniya’daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarındaki araştırmacıların yaptığı yeni bir çalışma Jüpiter’in güneş sisteminin ilk işaretlerinin ortaya çıktığı bir milyon yıl içerisinde oluştuğunu öne sürüyor. Aslında bu uzun bir gecikme gibi görünebilir, ancak güneş sisteminin 4.5 milyar yıllık tarihi düşünüldüğünde aslında Jüpiter oldukça yaşlı bir gezegen.
Daha önceki çalışmalar Jüpiter’in güneş sisteminin oluşumundan 10 milyon yıl sonra oluştuğu yönünde cömert bir tahminde bulunarak gezegenin daha yaşlı komşularımızdan biri olduğunu öne sürüyordu. Bu çalışmalar verilere değil modellere dayanıyordu; yani gezegenin yaşını tahmin etmek için Jüpiter’den gelen örnekleri incelemek yerine Jüpiter gibi bir devin oluşması için gerekli gazların bulunduğu süreyi tahmin ediyordu.
Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarından araştırmacı Thomas Kruijer “Bir teleskoptan bakarak bir şeyin tarihini saptayamazsınız” diyor. “İlk kez böylesi bir şeyi deneysel bir yaklaşımla yapmayı başardık”.
Kruijer ve meslektaşları, Mars ve Jüpiter arasındaki asteroit kuşağında oluşan küçük gök taşlarından alınan taş numunelerin kaynağını ve yaşını bulmak için metal izotopları – çekirdeklerinde daha çok veya daha az nötron olan bir metalin farklı versiyonları- incelediler. Özellikle iki metal üzerinde durdular: molibden ve tungsten. Tungsteni daha önce duymuş olabilirsiniz, ampullerin içinde bulunan tel tungstenden yapılmıştır. Molibden adı bir şey çağrıştırmıyorsa üzülmeyin, zaten Dünya’da fazla bulunmuyor ve genel olarak çelik alaşımlarda kullanılıyor.
Uzayda ise molibdenin inşaat malzemesi olmaktan daha ilginç bir uygulama alanı var: bir numunedeki molibden izotopları size o maddenin güneş sisteminin neresinden geldiğini söyler. Güneş sistemini meydana getiren her şey farklı yıldızlardan geldi, fakat farklı kaynaklar tam olarak kaynaşmadı. İşte asıl mesele de bu. Kruijer, molibden izotoplarının net bir şekilde konum belirtemeyeceğini ancak hangi numunelerin birbirleri ile bağlantılı olduğunu söyleyebileceklerini belirtiyor.
Araştırmacılar gök taşlarında bulunan molibden içeriğini incelediler ve doğal varyasyonlarının onları daha önceden var olan farklı iki gruba ayırdığını buldular: karbon içeren ve içermeyen gök taşları. Karbon içeren gök taşlarının Jüpiter’in ötesinde oluştuğu, karbon içermeyenlerin ise güneşe yakın olan bir maddeden oluştuğu düşünülüyordu.
Peki bu iki gök taşı grubunun farklı içeriklere sahip olmasının nedeni ayrı yerlerde oluşmaları değil de farklı zamanlarda oluşmaları ise? Bu sebeple araştırmacılar, bu iki grubun ne kadar yaşlı olduğunu bulmak için farklı bir izotop olan tungsteni kullandılar, tıpkı bir ağaç gövdesindeki halkaları saymak gibi. Daha büyük tungsten izotopları zaman içerisinde bozularak küçülüyordu, yani daha küçük izotopların olması gök taşının daha yaşlı olduğunu gösteriyor.
Gerçek tungstende saklıydı. Karbon içermeyen gök taşları daha erken oluşmaya başlasa da (güneş sistemindeki ilk gezegenlerden kabaca yarım milyon yıl sonra, karbon içeren ilk gök taşları ise bir milyon yıl sonra oluşmaya başladı), her iki gök taşı grubu da sonraki bir milyon yıl boyunca eş zamanlı olarak oluşmaya devam etti. Karbon içermeyen gök taşları iki milyon yıllık bir zaman diliminde mevcuttu, karbon içeren gök taşlarının son örnekleri ise güneş sisteminin doğumundan 3-4 milyon yıl sonraya dayanıyor.
Bu da bizi Jüpiter’e geri götürüyor. Her iki grup gök taşının oluşumu da kesişiyor, bu yüzden bileşimlerinin farklı olmasının altında yatan neden fiziksel olarak ayrı olmaları olmalı. Peki onları ayıran şey ne olabilir? Kocaman bir gaz küresi işimizi görecektir.
Kruijer dolaylı olsa da verilerin açık bir şekilde iki gök taşı rezervinin arasında uzamsal bir ayrıma işaret ettiğini söylüyor. Boulder Güneybatı Araştırma Enstitüsünden araştırmacı Kevin Walsh Jüpiter’in varlığının olası açıklamalardan biri olabileceğini ancak alternatif açıklamalar da olabileceğini belirtiyor. “Erken bir güneş sisteminde asteroit yapı taşlarının nasıl hareket ettiği ve Jüpiter kütlesindeki bir gezegenin gerekli olmadığı ile ilgili basit bir düşüncemiz olabilir” diyor Walsh.
Jüpiter gerçekten de ayırıcı bir görev gördüyse bile gök taşı oluşumunun zamanlaması Jüpiter’in kaynağı ile ilgili ipuçları sağlayabilir. İki türdeki gök taşları (karbon içeren ve içermeyen) güneş sisteminin başlangıcından 1 ila 4 milyon yıl sonra bağımsız olarak oluştukları için Jüpiter muhtemelen vardı ve onları ayıracak kadar büyüktü. Kruijer ve meslektaşlarının çalışması Jüpiter’in güneş sisteminin başlangıcından neredeyse bir milyon yıl sonra oluştuğunu öne sürüyor. Karbon içermeyen kumlu gök taşlarını meydana getiren madde ilk bir milyon yıl içerisinde Jüpiter’in yörüngesini oluşturacak olan bölgede toplandı; Jüpiter içeri doğru akışı engelleyecek kadar büyüdükten sonra da (yaklaşık 20 dünya kütlesinde) gezegenin diğer tarafındaki madde karbon içeren kumlu gök taşlarını oluşturdu.
Brown Üniversitesi’nden Yardımcı Doçent Doktor Brandon Johnson sonuçların oldukça ikna edici olduğunu düşünüyor. Johnson da kendi yaptığı araştırmada Jüpiter’in oluşumunu saptamak için kumlu gök taşlarını kullanmıştı; yaptığı simülasyonlar Jüpiter’in mevcut büyüklüğüne güneş sistemindeki ilk cisimler oluştuktan dört ila beş milyon yıl sonra ulaştığını gösterdi. Ayrıca, Kruijer’in sonuçlarının kendi bulgularını tamamlayıcı nitelikte olduğunu ifade etti. “Bir araya geldiğinde bulgular, Jüpiter’in başlangıcından itibaren bizim şimdi bildiğimiz ve sevdiğimiz haline dönüşünceye kadar geçen hikayesini anlatıyor” diyor Johnson.
Jüpiter’in (neredeyse) güneş sisteminin başlangıcından bu yana var olduğunu bilmek güneş sisteminin geri kalanının nasıl geliştiğini açıklamaya yardımcı olacak.
Walsh ise şunları ifade ediyor: “Jüpiter’in oluşumu veya bu çalışmada da açıklandığı üzere küçük maddelerin taşınması için bir barikat görevi görmüş olması Güneş Sisteminin tamamındaki kayalık malzemenin dağılımını değiştirebilir”.
Hatta, Jüpiter’in oluşumu bir tane (nispeten küçük) Dünya olmasının nedeni olabilir. Kruijer bu teorinin biraz spekülatif olduğunu kabul ediyor, ancak Jüpiter oluştuktan sonra daha fazla maddenin güneşe yakın yaşamı destekleyen bölgelere gelmesini engellemiş olabilir. Çok teşekkürler Jüpiter.